표면 실장 납땜이란?

표면 실장 납땜은 부품 표면에 플럭스를 적용하여 전자 부품을 납땜하는 공정입니다. 일반적인 납땜 부품에는 저항기, 커패시터, 다이오드, 인덕터 등이 있으며 모두 두 개의 단자를 가지고 있습니다. 반면 IC는 두 개 이상의 다리가 있고 다리당 하나의 패드가 있습니다. IC를 납땜할 때는 다리를 가볍게 주석 도금해야 하며, 가급적 모서리 패드를 납땜해야 합니다.

표면 실장 납땜

표면 실장 부품을 납땜할 때는 부품을 올바르게 정렬하도록 주의를 기울여야 합니다. 예를 들어 TQFP 마이크로 컨트롤러의 리드는 매우 작기 때문에 정밀한 배치가 필요합니다. 납땜이 제대로 작동하는지 확인하려면 먼저 여분의 리드를 잘라내야 합니다.

표면 실장 납땜에는 특별한 기술과 장비가 필요합니다. 기존 납땜과 달리 사용되는 열의 양을 면밀히 모니터링해야 합니다. 대형 부품 및 고전압 부품에는 권장되지 않습니다. 이러한 이유로 대형 부품을 사용하는 일부 PCB에는 표면 실장 및 스루홀 납땜 기술의 조합이 필요합니다. 또한 표면 실장 납땜은 스루홀 납땜보다 연결이 약하기 때문에 강한 힘을 받는 부품에 항상 적합한 것은 아닙니다.

표면 실장 납땜은 PCB를 더 저렴하게 만들 수 있지만, 이 공정에는 많은 문제가 있습니다. 예를 들어, 연결이 잘못되면 보드 전체가 망가질 수 있습니다. 이러한 문제를 방지하려면 납땜할 때 서두르지 않는 것이 가장 좋습니다. 시간이 지남에 따라 좋은 납땜 기술이 개발될 것입니다.

플럭스

표면 실장 납땜에 사용되는 플럭스 유형은 최종 결과에 큰 영향을 미치기 때문에 매우 중요합니다. 플럭스는 연결부에서 산화물을 제거하고 열 분배에 도움을 줍니다. 플럭스는 플럭스 코어 납땜 와이어에 포함되어 있으며 핫 연결과 접촉할 때 흘러나옵니다. 이는 금속의 추가 산화를 방지합니다. 플럭스는 브러시, 바늘 또는 펠트 펜의 세 가지 방법 중 하나로 도포됩니다.

납땜 공정 전에 플럭스를 적절히 세척하지 않으면 납땜 요건을 충족하지 못할 수 있습니다. 플럭스의 불순물은 땜납이 부품에 부착되는 것을 방해하여 납땜 조인트가 젖지 않을 수 있습니다. 납땜 공정 중에 솔더 페이스트는 300degF에서 350degF 사이에서 재가열해야 합니다. 그 후 온도를 약 425degF로 조정하면 땜납이 녹습니다.

리플로우 납땜

리플로 납땜은 납땜 페이스트가 과열되지 않고 인쇄 회로 기판의 패드로 흘러가는 표면 실장 납땜 공정입니다. 이 공정은 매우 안정적이며 피치 리드가 우수한 표면 실장 부품을 납땜하는 데 이상적입니다. 솔더 페이스트가 녹기 전에 PCB와 전기 부품을 적절히 고정해야 합니다.

리플로우 납땜 공정은 네 가지 기본 단계로 구성됩니다. 예열, 열 담금, 리플로우, 냉각 단계가 그것입니다. 이러한 단계는 우수한 솔더 조인트를 형성하는 데 매우 중요합니다. 또한 부품과 PCB의 손상을 방지하기 위해 열을 제어된 방식으로 적용해야 합니다. 온도가 너무 높으면 부품에 균열이 생기고 솔더 볼이 형성될 수 있습니다.

리플로우 납땜 장비

표면 실장 납땜은 두 품목을 함께 가열하여 결합하는 공정입니다. 사용되는 열의 양을 면밀히 모니터링해야 하기 때문에 용접과는 다릅니다. 용접과 달리 표면 실장 납땜은 구멍이 아닌 기판 표면에서 이루어집니다. 따라서 제조 비용이 훨씬 저렴하고 제조 회사에서 더 쉽게 접근할 수 있습니다.

리플로우 납땜 공정은 시간이 많이 소요되는 공정으로 고품질 부품과 PCB가 필요합니다. 또한 납땜 공정이 일관되고 반복 가능한지 확인하기 위한 프로파일이 필요합니다. 하지만 고품질의 회로 기판을 생산할 수 있다면 추가적인 노력을 기울일 가치가 있습니다.

표면 실장 납땜을 위한 온도 권장 사항

부품의 과열이나 손상을 방지하려면 최적의 납땜 온도 범위를 유지하는 것이 중요합니다. 표면 실장 애플리케이션의 경우 이 범위는 섭씨 210도에서 260도 사이입니다. 무연 부품의 경우 더 높은 온도를 권장합니다. 자세한 내용은 J-STD-020C 표준을 참조하세요.

납땜 온도 범위는 부품 및 페이스트의 구성과 열 질량이 높은 부품을 고려한 납땜 프로파일에 의해 정의됩니다. 프로세스를 시작하기 전에 솔더 페이스트를 도포하여 보드를 준비합니다. 이 작업이 완료되면 올바른 접점을 보드에 부착합니다. 그런 다음 기판을 증기상 납땜기에 삽입합니다. 그러면 가열 시스템이 납땜 공정을 시작하고 사전 설정된 온도 과정을 따릅니다.

납이 없는 와이어를 납땜하려면 납땜 인두를 600도 이상으로 설정해야 합니다. 적절한 온도로 설정한 후 납땜 팁을 리드에 대고 납땜이 리드 주위로 흐르도록 합니다. 납땜 접합부가 형성되면 약간의 피라미드 모양이 되어야 합니다. 필요한 경우 리드를 다듬되, 여분의 리드를 제거하면 납땜 조인트가 손상될 수 있습니다.